脉冲生物系统论文-任强

脉冲生物系统论文-任强

导读:本文包含了脉冲生物系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:生物电磁特性,IGBT,FPGA,脉冲电场

脉冲生物系统论文文献综述

任强[1](2017)在《基于生物电磁特性的脉冲电场杀虫系统研究》一文中研究指出我国是农业大国,地下害虫的防治是农业生产的突出问题,基于生物电磁特性的杀虫系统是当前热门的研究课题。基于生物电磁特性的杀虫机制根据害虫的生物特性,给害虫施加强大脉冲电场,使害虫细胞膜受到损害或死亡,以此达到杀虫的目的,有利于提高农业生产力,增加作物收成,实现农业可持续发展。本文通过害虫实验、环境实验以及野外实验来摸索影响杀虫效果的电压幅值大小、电压频率高低、作用时间长短以及波形占空比的最佳组合;设计了可输出多种脉冲波形的杀虫系统,主要研究工作如下。(1)采用监测杀虫反馈信号的新方法来评估杀虫情况,设计了监测电路,并进行了初步实验尝试,由于量化分析杀虫电压数据,提高了杀虫效果;(2)通过研究绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)驱动的基本要求和现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)的基本特点,根据脉冲电场杀虫系统高频率、高电压、大电流的特点设计了基于分立元件的IGBT驱动电路,并对驱动的各个要素进行了详细分析,给出了实际可行的设计参数,并进行了实际制作;通过研究IGBT的特性,根据脉冲电场杀虫系统高频率、高电压、大电流的特点设计了缓冲电路,并对缓冲电路的各个要素进行了详细分析,给出了实际可行的设计参数,并进行了实际制作;(3)设计了杀虫实验方案,并根据方案进行了实际杀虫效果的验证,得出了数据,为进一步研究提供了有利的依据。(本文来源于《中南林业科技大学》期刊2017-05-01)

吕小俊,李周红,赵凯宏[2](2016)在《带有脉冲和收获项的一类非自治延迟浮游生物系统四个正概周期解的存在性》一文中研究指出通过使用迭合度理论中Mawhin连续定理和不等式技巧,分析带有收获项和脉冲的非自治延迟浮游生物系统四个正概周期解的存在性,获得该系统至少存在四个正概周期解的充分条件.(本文来源于《昆明理工大学学报(自然科学版)》期刊2016年04期)

黄玲智[3](2016)在《斑块环境下脉冲生物动力系统的稳定性与持久性》一文中研究指出在大多数关于种群生态动力系统和传染病模型的文章中,由于空间的异质性,每个区域因为地理环境等不同从而导致生物有不同的出生率、死亡率,因此,越来越多的学者研究斑块效应。另外,脉冲现象也经常存在于现实生活中,比如鱼类的定期捕捞、鸟类的定期迁徙和传染病的定期接种防疫等等。本文对斑块环境下脉冲生物动力系统的稳定性与持久性进行了研究。全文主要分为两个部分:第一部分研究了斑块环境下具有收获和脉冲扩散的时滞捕食-食饵模型,通过系统对应的频闪映射的动力学性质,并利用脉冲微分方程比较原理,我们得到了系统的灭绝周期解的存在性和全局渐近稳定性的充分条件,也得到了系统持久性条件,并估计了种群的上下确界,这对种群的有效管理有着重要作用。为了验证所得结论,我们对模型进行了数值模拟。第二部分研究了斑块环境下在不同时刻进行脉冲接种和隔离的SI传染病模型。在前人研究模型的基础上,即考虑了疾病的扩散性,将两斑块模型推广到m-斑块模型,又考虑了在不同时刻进行脉冲接种和隔离的情况。再应用脉冲微分比较原理、Floquet定理以及相关的矩阵理论,我们得到了该系统疾病灭绝周期解全局渐近稳定性的充分条件。接下来,由持续性定理得到了该系统的持久性条件。最后,给出一个例子,它的数值模拟也验证了所得结论。(本文来源于《重庆师范大学》期刊2016-06-01)

郭艳英[4](2015)在《具有脉冲控制的浮游生物系统的研究》一文中研究指出本文主要研究了具有生物和化学控制的浮游植物治理系统的动力学行为,主要考虑了具有不同固定时刻脉冲和状态脉冲的复杂情况,对这些系统的研究具有重要的理论和现实意义.全文共分为叁章:第一章,绪论,介绍了本文的研究背景和主要工作,以及所用到的预备知识.第二章,主要研究了一个浮游植物,食草性浮游动物,鱼叁种群食物链浮游生物固定时刻脉冲控制模型,讨论了在一个周期内两次不同固定时刻脉冲控制的方法,即在t=(n+k-1)T时刻喷洒化学制剂, t=nT时刻人工投放鱼苗来控制浮游植物的动力学行为.利用脉冲微分方程的Floquet乘子理论和比较定理,我们得到了浮游生物灭绝周期解全局渐近稳定的充分条件,以及系统持久的充分条件,并通过数值模拟验证了主要理论结果.第叁章,主要研究了具有常数鱼群的浮游生物系统在状态脉冲控制下的动力学行为,即当浮游植物达到临界值h时,通过喷洒化学制剂和投放浮游动物的方法来控制浮游植物.通过建立Poincar′e映射,分析了系统的半平凡周期解和正周期解的存在性与稳定性.最后我们用数值模拟验证了主要结论.(本文来源于《山西师范大学》期刊2015-03-20)

田宝单[5](2015)在《时滞脉冲生物动力系统的动力学研究》一文中研究指出自然界中许多系统状态变量的变化率不仅依赖系统的当前状态,而且与过去某个时刻或过去一段时间的状态有关,对这类系统进行建模时用时滞微分方程或泛函微分方程来代替原来的常微分方程更为合适。另一方面,现实世界中还有许多自然或人为因素会对系统的内在规律带来突然的变化,这些作用时间往往非常短暂,在建模时可视为在某个固定时刻发生,但系统状态在这些时刻却不再连续,因此在对这类系统建模时用半连续的脉冲微分方程来代替连续的动力系统更为合理。此外,现实自然界中许多系统状态变量的变化还会受到环境噪声的影响,这时再用确定的常微分方程来刻画相应的系统也不再合适,而应该用随机微分方程来描述相关问题更为合理。因此,本文正是基于上述背景,分别就四类具有时滞、脉冲效应以及随机扰动的混杂生物动力系统进行研究和讨论:1.对一类脉冲输入营养基和具有分布时滞的营养基再生的恒化器模型进行研究,利用脉冲比较定理、Floquet定理以及微小参数扰动法等技巧得到了系统微生物灭绝周期解全局渐近稳定性的充分判据,另外通过构造合适的Liapunov函数得到了系统的有界性,并在此基础上充分运用分析技巧得到了恒化器中微生物能够连续培养的充分条件。最后对相关理论结果进行数值模拟,并进一步分析了参数变化对微生物灭绝或持久生存的影响。2.对一类具有消化时滞和周期脉冲捕获的食物链系统进行研究,利用脉冲比较定理、微小参数扰动以及微分不等式的技巧等,得到系统具有全局渐近稳定的捕食者灭绝周期解及系统持久生存性的充分条件,并通过数值例子及数值模拟进一步验证了理论结果的正确性和可行性,同时还通过分析及数值实验验证得到了能将害虫数量控制在更低的经济阂值水平之下的控制策略。3.对一类具有多时滞和脉冲效应的非自治概周期捕食系统进行研究,利用多元函数微分中值定理、微分不等式、积分不等式等数学分析技巧,得到了系统持久生存的充分条件。同时,通过构造一系列Liapunov泛函,证明了系统在一定条件下存在唯一的、一致渐近稳定的概周期解。最后通过数值例子及其仿真进一步证实了理论结果的正确性和有效性,并分析了不同脉冲效应和不同时滞对系统动力学行为的影响。4.对一类具有脉冲效应和随机扰动的非自治食物链系统进行研究,利用Ito积分公式、指数鞅不等式、微分不等式等分析技巧得到了系统的灭绝性、非持久生存、均方意义上持久生存、随机持久生存等渐近性质。最后通过一系列数值实验来佐证相关理论结果、观察相关生态学现象,同时还通过数值实验分析讨论了不同强度的脉冲效应和环境噪声对系统的影响。(本文来源于《电子科技大学》期刊2015-03-01)

孔元[6](2015)在《基于不同生物背景的脉冲神经P系统计算能力研究》一文中研究指出随着计算机技术的飞速发展,寻找快速有效地处理大规模信息的计算模型成为亟待解决的问题之一。受生物体活性细胞结构和功能的启发,Gh. Paun提出了P系统这一非传统的计算模型,为计算机科学的发展提供了新的研究思路。P系统是一类分布式结构并行运行的计算模型,主要包括细胞型P系统、组织型P系统和神经型P系统。本文通过引入星细胞的方式改进了般脉冲神经P系统的计算能力。同时,受多个生物特性的启发,本文提出了多类脉冲神经P系统的新变体,并研究了脉冲神经P系统的计算能力。具体工作如下:基于带星细胞的脉冲神经P系统产生数的计算能力,本文分别研究了带星细胞的脉冲神经P系统在同步和异步运行方式下产生语言的能力。在同步运行方式下,星细胞的引入改进了脉冲神经P系统作为语言产生装置时的计算能力。星细胞可以使脉冲神经P系统产生简单的有限语言{0,1},而一般脉冲神经P系统却不能产生这种形式的有限语言。另外,它可以使脉冲神经P系统在没有使用遗忘规则或者激发规则的时延特征的情况下,仍然保持着与图灵机等价的计算能力(带星细胞的脉冲神经P系统可以刻画递归可枚举语言)。在异步运行方式下,本文不仅证明了带星细胞的脉冲神经P系统可以刻画递归可枚举语言,而且还构造了与其等价的Petri网。从小通用性和可逆性的角度出发,进一步研究了带星细胞的脉冲神经P系统的计算能力。在保持计算通用性的基础上,本文以优化计算资源为出发点,构造了具有小通用性的带星细胞的脉冲神经P系统。通过减少辅助神经元和指令之间共用神经元的方法,有效降低了这类系统的计算资源,并得出结论:由57个神经元和19个星细胞构成的带星细胞的脉冲神经P系统可以计算图灵可计算函数;由54个神经元和17个星细胞构成的带星细胞的脉冲神经P系统可以计算图灵可计算数集。为了探究通用计算装置的效率问题,本文研究了可逆的带星细胞的脉冲神经P系统的计算能力。在没有限制神经元中含有的脉冲数目时,这类系统具有与图灵机等价的计算能力。当限制神经元含有的脉冲数目时,这类系统可以产生有限数集。在人类大脑的神经系统中,神经元之间的突触不仅具有传递脉冲的作用,还具有处理信息的功能。此外,神经元之间的脉冲传递受突触连接强度的影响。受这一生物特性的启发,本文提出了突触上带规则及权值的脉冲神经P系统。在这类系统中,神经元只含有脉冲,而规则集则被移放到突触上,并且每个突触被赋予一个权值。由同一个神经元发出的多条突触被同时激发时,它们消耗的脉冲数目须小于或者等于该神经元的脉冲数目。当它们消耗的脉冲数目大于该神经元的脉冲数目时,只能从它们中选取一个子集激发,并且该子集消耗的脉冲数目最大但不会超过神经元中的脉冲数目。在不限制突触上消耗的脉冲数目时,突触上带规则及权值的脉冲神经P系统作为产生数和向量的产生装置具有图灵通用性,这类系统可以产生图灵数集和图灵向量集合。在限制突触上消耗的脉冲数目时,这类系统可以刻画半线性数集,并可以模拟串行单调k-元输出注册机。在生物系统中,不同细胞之间的通讯受蛋白通道状态的影响。基于这一生物背景,本文提出了突触上带状态的脉冲神经P系统。在这类系统中,每个突触都有个给定的状态,而激发规则的形式为E/αc→(α,s);d,这表明产生的脉冲只能沿着状态为s的突触传递,否则产生的脉冲将被移除从而不能到达目的神经元。本文分别研究了这类系统在产生模式和识别模式下的计算能力,并尝试利用突触上带状态的脉冲神经P系统模拟了并行编程语言Occam语言的基本语句及结构。受神经元活动过程中能量变化的启发,本文提出了带能量的脉冲神经P系统。在这类系统中,神经元中不仅含有脉冲、激发规则和遗忘规则,而且还含有物质、能量和演化规则。物质间发生的生化反应可以通过演化规则实现,其间伴随着能量的产生或者消耗。激发规则和遗忘规则的执行除了脉冲的消耗外,也可能伴随着能量的消耗。本文讨论了这类系统的计算能力,结论表明:带能量的脉冲神经P系统作为数的产生装置时是计算通用的,并且存在由五个神经元组成的小通用带能量的脉冲神经P系统。(本文来源于《华中科技大学》期刊2015-03-01)

汪隽[7](2013)在《受生物启发的脉冲神经膜系统的计算能力研究》一文中研究指出经过近几十年的发展,人们希望第四代计算机(即超大规模集成电路计算机)具有更多的类似人的智能,于是开始寻找第五代的计算机来取代它们,例如:生物计算机,量子计算机等。其中膜计算是生物计算的重要分支,它通过模拟细胞及其组织的结构与功能,构造出具有分布式结构的并行计算模型。我们研究的是其中一种网状膜系统,即脉冲神经膜系统。这种膜计算模型源自于生物神经系统中神经元通过突触传递脉冲交换信息的机制。本文通过结合形式语言和自动机理论,从语言的产生能力、计算通用性和有效性以及数的识别能力几方面,对多种具有其它生物特性的脉冲神经膜系统进行了研究,主要工作如下:针对神经元周围的星状神经胶质细胞可以对神经元间的相互左右产生重要影响的现象,本文建立了一种具有星细胞的脉冲神经膜系统。通过模拟注册机,证明了在同步模式下,该系统可实现计算通用性。如果我们限制系统中每个神经元中的脉冲数目,那么该系统可以刻画自然数的半线性集合。另外在异步工作模式下,这种神经元和星细胞结合起来的新系统也是等价于图灵机的。这些结果表明,尽管神经元很简单,但是它组成的网络却可以具有很强的计算能力。针对Ibarra等人提出的,使用标准规则的异步脉冲神经膜系统是否具有通用性的公开问题,本文提出了一种具有激发时限的异步模式,在此模式下,所有的激发规则都具有同一个激发时限,我们通过模拟注册机,证明了使用标准规则的脉冲神经膜系统可以达到计算通用性,解决了公开问题。在经典的脉冲神经膜系统中,判断一条激发规则的使用与否,有时可能是NP困难的,这在某种程度上也不符合生物神经系统的现实。本文引入细胞膜电势来代替脉冲值,建立了一种新的规则判断方式,避免了大量的计算损耗。另外用有理数取代自然数来表示各种参数,使系统可以处理跟有理数有关的问题,提升了系统的功能与计算能力,扩大了解决问题的范围。通过模拟注册机,我们证明了这种带权值的脉冲神经膜系统可以实现计算通用性,并能求解计算困难问题。该系统使用自然数来表示各种参数时,只能刻画数字的半线性集合。针对脉冲神经膜系统的计算效率问题,我们分别使用生物里面神经元分裂和芽殖的特性创建了两种新的系统,来生成所需的计算空间,从而实现空间换时间。本文证明这两种系统可求解着名的NP完全问题,可以在多项式时间内求解给定规模的NP完全问题的所有算例。(本文来源于《华中科技大学》期刊2013-05-01)

邵远夫,唐国强[8](2012)在《一类脉冲时滞宿主一大寄生物系统周期解及全局吸引性(英文)》一文中研究指出By using Mawhin continuation theorem,an important lemma and some analysis techniques,sufficient conditions ensuring the existence and global attractivity of positive periodic solutions for an impulsive differential equation with time varying delay are investigated.(本文来源于《数学季刊》期刊2012年02期)

戴传军[9](2012)在《脉冲控制下的生物系统的动力学问题研究》一文中研究指出本文主要研究脉冲控制下生物系统的非线性动力学问题,并对其中一些热点领域中的相关问题进行深入地研究,得到比较好的结果。介绍了脉冲动力系统的研究背景和研究现状,提供了论文中常用的基本概念以及重要引理等基础知识。它们是后续章节讨论的基础。首先研究了季节性周期扰动对脉冲控制下的生物系统非线性动力学行为的影响。基于数学知识与生物学意义,建立了含有季节性周期扰动和脉冲扰动的生物模型。依据脉冲微分方程理论和比较定理等方法,研究了季节性扰动对脉冲控制下的生物系统动力学行为的影响,特别是关注其否有利于混沌现象的出现,以及对生物种群的灭绝与持久生存的影响。通过数值模拟验证了数学结果的有效性,并对季节性周期扰动如何加剧混沌现象的出现进行了数值模拟研究。对连续动力系统、带有季节效应的连续动力系统、脉冲动力系统以及带有季节效应的脉冲动力系统等四类系统进行对比分析研究,揭示了季节周期扰动对生态系统动力学性态的影响。其次研究了依赖状态脉冲的生物系统的动力学行为。基于数学理论与生物学意义,得到了系统存在轨道渐近稳定的半平凡周期解和正阶1周期解的关键条件,以及系统发生分支的临界条件。通过数值模拟验证了所得理论结果的正确性。此外利用最大Lyapunov指数验证了所模拟分支图的正确性,从而说明系统具有混沌性。最后研究半连续动力系统的同宿分支问题。首先利用后继函数和不动点定理证明系统存在正阶1周期解,进而得到系统存在同宿环。其次讨论系统的旋转向量场,利用旋转向量场来讨论系统的同宿分支。最后通过数值模拟验证系统的确存在同宿环,且随着分支参数的变化,系统会产生分岔。(本文来源于《温州大学》期刊2012-03-01)

杨金[10](2012)在《带有脉冲扰动的生物系统种群动力学问题研究》一文中研究指出生物种群动力学的复杂性问题是生物数学中的一个热门研究领域,它吸引了国内外众多学者对其进行研究。而非线性动力学的发展加速了种群动力学的发展步伐。本文对带有脉冲扰动的生物系统种群动力学问题作了比较深入的研究。第一章介绍了生物种群动力系统的研究背景和研究现状,提供论文中常用的基本概念以及重要引理等基础知识。它们是后续章节讨论的基础。第二章研究了带有脉冲控制策略的消费-营养叁种群生物系统的动力学问题。通过利用脉冲微分方程理论,给出系统具有全局渐近稳定的藻类灭绝型周期解的关键条件,以及维持系统持久生存的阈值条件。对生物系统的长期动力学行为进行数值模拟,模拟结果显示系统具有丰富的动力学行为,且验证了前面数学理论推导的有效性。这些研究结果对控制亚热带水库富营养化问题比较有用。第叁章研究了化学防治和脉冲控制共同作用下的两种群生物系统的动力学问题。在研究过程中,利用数学分析理论与技巧,对所建生物模型进行定性分析,通过模拟验证了所得数学理论结果的正确性,利用最大李雅普诺夫指数验证所建生物系统是否存在混沌现象,且给出相应的生物学解释,以及其在现实中的实际应用。第四章研究了一类状态脉冲控制下的捕食系统模型,模型不仅考虑了捕食者的生存受食饵种群数量多少的影响,而且考虑了受食饵种群相对增长速度的影响;通过定性分析得出了阶1周期解存在的条件以及阶1周期解的唯一性和稳定性,并通过数值模拟验证了理论分析的正确性。(本文来源于《温州大学》期刊2012-03-01)

脉冲生物系统论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

通过使用迭合度理论中Mawhin连续定理和不等式技巧,分析带有收获项和脉冲的非自治延迟浮游生物系统四个正概周期解的存在性,获得该系统至少存在四个正概周期解的充分条件.

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

脉冲生物系统论文参考文献

[1].任强.基于生物电磁特性的脉冲电场杀虫系统研究[D].中南林业科技大学.2017

[2].吕小俊,李周红,赵凯宏.带有脉冲和收获项的一类非自治延迟浮游生物系统四个正概周期解的存在性[J].昆明理工大学学报(自然科学版).2016

[3].黄玲智.斑块环境下脉冲生物动力系统的稳定性与持久性[D].重庆师范大学.2016

[4].郭艳英.具有脉冲控制的浮游生物系统的研究[D].山西师范大学.2015

[5].田宝单.时滞脉冲生物动力系统的动力学研究[D].电子科技大学.2015

[6].孔元.基于不同生物背景的脉冲神经P系统计算能力研究[D].华中科技大学.2015

[7].汪隽.受生物启发的脉冲神经膜系统的计算能力研究[D].华中科技大学.2013

[8].邵远夫,唐国强.一类脉冲时滞宿主一大寄生物系统周期解及全局吸引性(英文)[J].数学季刊.2012

[9].戴传军.脉冲控制下的生物系统的动力学问题研究[D].温州大学.2012

[10].杨金.带有脉冲扰动的生物系统种群动力学问题研究[D].温州大学.2012

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